压力及气温结构
天气百科
更新时间:2024-04-20
对流层
压力
大气层的压力会随高度升高而下降。这是因为位于地表上的空气会被其之上的所有空气压着,反之在高的地方,空气被少一点的空气压着,故之气压亦随之递减。气压随高度而改变是可以根据下列的流动动力学程式所计算:
(图)对流层
这里:
g = 重力加速度
ρ = 密度
h = 高度
p = 压力
R = 气体常数
T = 温度
假设一个常温,压力会随高度以指数方式而下降:
气温
在对流层,高度每上升1公里,气温会平均下降摄氏6.49度。这种气温递减是因为绝热冷却的出现。当空气上升时,气压会下降而空气随之扩张。为了使空气扩张,需要有一定的功施予四周,故此气温会下降。(因热力学第一定律)
在中纬度地区气温会由海平面的大约+17℃下降至对流层顶的大约-52℃。而在极地(高纬度地区),由于对流层相对地薄,所以气温只会下降至-45℃,相反赤道地区(低纬度地区)气温可以下降到-75℃。
正因为对流层的上部冷下部热,所以对流运动特别显著。这正是中文“对流层”的名称由来。
对流层顶
对流层与其之上的平流层的边界,约离地面11公里附近的位置,称为对流层顶。但这个边界的高度会随季节及纬度而有所变化。一般来说,在赤道地区附近高17公里,而在极地附近则约高9公里,而平均高度则大概离地11公里左右。长途客机大多会在这个边界飞行。
要计算在对流层的气温因高度而转变,就需要认识平流层,因平流层界定了对流层的位置。在对流层,气温随高度而下降,反之在平流层,气温会随高度而上升。当气温递减率由正数(对流层)转到负数(平流层)的现象出现时,那正好表示了那里是对流层顶的区域了。
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